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可定制微控制器开发系统级芯片分析(下)

  可定制微控制器设计流程的目标是要在最短时间内,以合理的成本和极高的首次硅和软件成功率,开发面向特定应用的系统级芯片 (SoC),并包含软件和硬件。
  设计流程调整为适合软/硬件并行开发,克服了系统级芯片开发的主要障碍之一。
  快速将面向特定应用的硬件集成在微控制器平台上。面向特定应用的硬件以RTL语言设计;这些RTL模块可以集成到已经包含了AHB接口、DMA信道、I/O信道等单元的MP模块代码模板中。
  面向特定应用的软件/操作系统与接口/外设驱动程序的快速集成。平台上所有接口/外设均有驱动程序。这些驱动程序也可作为MP模块中相同接口/外设的驱动程序模板。已经有很多业界领先的操作系统被移植到微控制器架构上。将这些软件模块与应用代码模块和用户接口集成起来的工作可与硬件开发一同进行。
  在物理设计/掩模光刻之前进行软/硬件实时仿真。仿真板利用一个标准芯片实现了MCU平台,利用FPGA来模拟MP模块。这样就可以接近真实运行的速度仿真特定应用的硬件和底层软件,且无需任何成本就可修正错误。
  快速完成布线布局,只需针对金属层。采用成熟的布局方案快速完成MP模块的金属层布线布局。
  高效、低成本的掩模光刻。只需要对器件金属层进行掩模。
  快速的生产制造过程,只需针对金属层。各特定应用器件的光刻制备以预制的微控制器平台为起点,只需添加金属层。
  设计流程的一个关键步骤是在仿真板对硬件以及至少底层软件进行仿真。该仿真板包括完整的内存、标准接口和网络连接,以及可按应用要求配置的其它附加连接。
  外部总线接口 (EBI) 和FPGA的外接I/O连接到扩展板上不同类型的内存,如SDRAM、移动DDRAM、猝发Cellular RAM、NOR闪存、NAND闪存等。这些存储器将加载应用软件和应用数据集。
  所有标准接口 (CAN、USB、Ethernet、I2S、AC97、ADC、MCI等) 都通过收发器/物理层/编解码协议层与外部连接,因此可以对器件的外部接口和联网/通信链路进行全方位的测试和调试。
  图形用户界面 (GUI) 的所有部件都连接到相应的板上器件或接口,比如LCD、键盘、触摸屏接口等。这样就可在板上完成GUI基本接口的测试。
  仿真板提供外部并行I/O (PIO) 和FPGA I/O,用于连接特定应用的外接器件,以及实现非标接口。剩余的FPGA I/O也可用于验证。
  仿真板配有JTAG仿真器 (ICE) 端口;通过该端口可用带有JTAG-to-USB的接口和标准开发工具对ARM核及其外设进行验证。
  仿真板还配有FPGA JTAG端口;通过该端口可用FPGA厂家提供的工具对FPGA的内部信号进行跟踪和分析。
  这种MCU/FPGA组合可以接近最终器件的工作频率运行。这样就能完成器件的即时性测试,包括平台中的MCU和各种标准接口、MP模块中实现的各种功能,以及到目前为止已开发的所有软件。这种测试至少涵盖了如下测试对象:设备驱动程序、操作系统端口,以及用于控制MP模块各种功能的应用代码模块。而更改器件的软/硬件单元无需任何额外成本。
  可定制微控制器是特定应用系统级芯片的高效开发平台。其设计流程能够解决系统级芯片设计的大多数问题,而且开发成本较低、风险较小,并能提高硬件制备和软件开发的首次成功率。